文档介绍：实验五 Wav信号的波形分析
一实验目的
借助本实验帮助同学们巩固傅里叶变换及其反变换的知识,学习从时域和频域两个角度来观察信号,并尝试利用短时傅里叶变换分析非平稳信号的频谱变化。
二实验原理
借助傅里叶变换,信号可以时间函数或频率函数两种形式描述,特别是周期信号和准周期信号(前者由一个基频成分和若干谐波成分,后者虽可分解为几个正弦分量,但它们的周期没有公倍数),从频率域可以很清楚地了解它们由哪些正弦分量组成。而对于非平稳信号,最典型的例子就是语音信号,它是非周期的,频谱随时间连续变化,因此由傅里叶变换得到的频谱无法获知其在各个时刻的频谱特性。最直观的想法就是用中心在某一时刻的时间窗截取一段信号,对其做傅里叶变换,得到这一时刻的频谱;然后将窗在时间轴上移动,从而得到不同时刻的频谱,这就是短时频谱的原理。最简单的窗就是矩形窗,即直接从原信号中截取一段。
三实验内容
本实验利用matlab提供的工具来采集和分析声音信号的频谱,由以下几个部分组成:
(1). 声音的采集
Matlab提供了读入、录制和播放声音以及快速傅里叶变换的函数,分别是wavread、wavrecord、wavplay和fft。阅读这几个函数的帮助文档,熟练使用。
(2). 持续音的频谱分析
,这是一个双声道的声音,选择任一声道的信号,使用fft求取其频谱,并用plot显示它的幅度度,观察主要的正弦分量;分别求取2048、1024点FFT,观察产生的不同频谱;用ifft函数求取频谱的反傅里叶反变换,比较反变换后的信号波形与原始信号的波形;从频谱中找到幅度最大的正弦分量,构造一个同样幅度的正弦信号,将其波形与原始信号比较,并且试听一下。
(3). 时变音的短时频谱分析
使用”load chirp”载入matlab自带的一个时变音;从信号中依次截取1024个点,利用上述方法求取其幅度谱,并显示出来,观察幅度谱随时间的变化情况。
四实验报告要求
简述实验目的及原理,列出第2、3个内容的详细步骤和相应的代码,并附上各步的结果图。